在化学实验中，气体收集堪称“基础中的关键”——选对装置能让实验顺风顺水，选错则可能导致数据失真、纯度不足，甚至白费半天功夫。不少同学在实验室里栽过跟头：用向下排空气法收集二氧化碳，结果点燃时毫无反应；排水法收集的氧气带大量水汽，影响后续性质实验。
一、选装置先看气体“脾气”
所有收集方法的本质，都是基于气体的两大核心性质：溶解性和密度，再辅助判断是否与水、空气成分反应。这是选择装置的底层逻辑，记住这一点就能避开80%的坑。
补充一个实用小技巧：空气的平均相对分子质量约为29，目标气体相对分子质量＞29则密度比空气大，＜29则密度比空气小，无需死记硬背各类气体密度。
二、适用场景与操作规范
1. 排水法
原理：利用气体难溶/不易溶于水、且不与水反应的特性，通过气体挤压排出瓶内水分实现收集，类似用气体“挤走”水。
适用气体：氧气（O₂）、氢气（H₂）、甲烷（CH₄）、一氧化碳（CO）等，这类气体与水无相互作用，能通过排水法获得高纯度气体。
操作关键
气泡需“等一等”：刚开始产生的气泡多为装置内残留空气，务必等到气泡连续、均匀冒出时再收集，否则气体纯度会大幅下降。
导管“浅尝辄止”：导管口只需略微伸入集气瓶口即可，伸入过长会阻碍气体顺畅进入，降低收集效率。
验满直观判断：当集气瓶口有大气泡冒出，且气泡在瓶外水面扩散时，说明气体已收集满。
优缺点：纯度高是最大优势，但收集的气体含少量水蒸气，若实验对干燥度有要求，后续需额外干燥处理。
2. 排空气法
核心逻辑是“用气体赶空气”，利用密度差将空气从集气瓶中挤出，需满足两个前提：不与空气中成分反应、与空气密度差异显著（避开氮气等密度接近29的气体）。
（1）向上排空气法：“重气体往下沉”
适用气体：密度比空气大（相对分子质量＞29），如二氧化碳（CO₂，44）、氧气（O₂，32）、氯气（Cl₂）等。
操作关键：集气瓶正放，导管必须伸至瓶底，才能让气体充分挤压空气排出；验满需针对性操作，如CO₂用燃着的木条放瓶口，木条熄灭即满；O₂用带火星木条，复燃即满。
（2）向下排空气法：“轻气体往上飘”
适用气体：密度比空气小（相对分子质量＜29），如氢气（H₂，2）、氨气（NH₃，17）、甲烷（CH₄，16）等。
操作关键：集气瓶倒置，导管同样伸至瓶底；验满技巧需适配气体性质，如NH₃用湿润的红色石蕊试纸，变蓝即满；H₂用燃着的木条放瓶口，听到轻微“噗”声说明满了。
优缺点：收集的气体干燥，无需额外干燥，但难以完全排尽空气，纯度略低于排水法；导管位置错误是常见误区，未伸至瓶底会导致气体混有大量空气。